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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO PROGRAMA DE MAESTRÍA Y DOCTORADO EN CIENCIAS QUÍMICAS “ESTUDIO QUÍMICO Y BIOLÓGICO DE PROPÓLEOS RECOLECTADOS EN LA ZONA MELÍFERA DEL ALTIPLANO” TESIS PARA OPTAR POR EL GRADO DE MAESTRA EN CIENCIAS PRESENTA Q.F.B. GABRIELA LIZETH ZARCO ESPINOSA TUTOR: DR. JOSÉ FAUSTO RIVERO CRUZ AÑO: 2012 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. JURADO ASIGNADO Presidente Dr. Carlos Martín Cerda García Rojas Vocal Dr. Rogelio Gregorio Pereda Miranda Vocal Dr. Ricardo Reyes Chilpa Vocal Dr. Francisco Hernández Luis Secretario Dra. Martha Lydia Macías Rubalcaba Lugar donde se realizó la tesis: Laboratorio 111, Departamento de Farmacia, Facultad de Química, UNAM. Q.F.B. Gabriela Lizeth Zarco Espinosa Sustentante Dr. José Fausto Rivero Cruz Tutor El presente trabajo fue presentado en la 8va Reunión Internacional de Investigación en Productos Naturales que se llevó a cabo del 23 al 25 de mayo de 2012, en la UMAR-Huatulco, Oaxaca, México, en modalidad cartel. Agradecimientos A la Universidad Nacional Autónoma de México por darme la oportunidad de permanecer a ella y brindarme una mejor educación para forjarme como profesionista y que mediante el Posgrado en Ciencias Químicas me ha permitido continuar creciendo académica y profesionalmente. A CONACyT por la beca otorgada (245525) para realizar mis estudios en el Posgrado de Maestría y Doctorado en Ciencias Químicas. Al Dr. José Fausto Rivero Cruz por brindarme su apoyo para la realización de este trabajo. A los miembros del jurado asignado por el tiempo dedicado a la revisión del presente trabajo de tesis y por sus valiosas observaciones y comentarios para mejorarlo. A la Dra. Blanca Estela Rivero Cruz, por su valioso apoyo brindado en el manejo del equipo HPLC, que contribuyó en una parte importante para la realización de esta tesis. A la Q. Georgina Duarte Lisci, por su apoyo durante la realización de los análisis de CG-EM. Al personal técnico de la USAI por el registro de los distintos espectros utilizados en esta investigación. Al Instituto de Ciencia y Tecnología del Distrito Federal por el apoyo económico otorgado para realizar el presente trabajo mediante el proyecto PICSA10-27. Índice Página I Índice I. Lista de abreviaturas. III II. Lista de figuras. V III. Lista de diagramas y gráficas. VIII IV. Lista de tablas. IX 1 Resumen. 11 2 Antecedentes. 13 2.1 Propóleo. 13 2.1.1 Definición y generalidades. 13 2.1.2 Usos en la medicina tradicional: Propiedades biológicas y farmacológicas. 14 2.1.3 Otras actividades del propóleo. 20 2.1.4 Clasificación del propóleo de acuerdo a su origen. 21 2.1.5 Composición química. 24 2.1.6 Preparados que contienen propóleo en su composición. 32 2.2 Estrés oxidante: definición y generalidades. 36 2.2.1 Antioxidantes: definición y clasificación. 38 2.2.2 Patologías asociadas al estrés oxidante. 40 3 Justificación y objetivos. 42 4 Desarrollo experimental. 44 4.1 Material vegetal. 44 4.2 Procedimientos generales de análisis. 45 4.2.1 Análisis cromatográficos. 45 4.2.2 Determinación de las constantes espectroscópicas y espectrométricas de los compuestos aislados. 45 4.3 Cromatografía de líquidos de alta eficiencia. 46 4.3.1 Identificación de la presencia de pinocembrina. 46 4.3.2 Cuantificación de la pinocembrina. 47 4.4 Cuantificación del contenido de fenoles totales. 47 4.5 Cuantificación del contenido de flavonoides totales. 48 4.6 Evaluación de la actividad antioxidante. 48 4.6.1 Actividad inhibidora del radical libre 2,2-difenil-1-picril hidrazilo (DPPH˙). 48 4.6.2 Actividad inhibidora del radical 2,2’-azino-bis-(3-etilbenzotiazolina)-6 sulfonato de amonio (ABTS˙+). 49 4.6.3 Medida de la capacidad reductora: Ensayo FRAP. 49 Índice Página II 4.7 Evaluación de la actividad antibacteriana. 50 4.7.1 Microorganismo de prueba. 50 4.7.2 Determinación de la concentración mínima inhibitoria (CMI). 50 4.7.3 Procedimiento general del ensayo. 51 4.8 Microextracción en fase sólida de la fase gaseosa acoplada a cromatografía de gases con espectrometría de masas en tiempo de vuelo (HS-SPME-CG-EM-TOF). 52 4.8.1 Microextracción. 52 4.8.2 Cromatografía de gases-Espectrometría de masas (CG-EM). 52 4.8.3 Obtención del índice de concentración (Fij). 53 4.8.4 Identificación de los compuestos volátiles. 55 4.9 Estudio fitoquímico biodirigido del propóleo obtenido en el apiario de “Acuexcomatl”. 55 4.9.1 Preparación del extracto. 55 4.9.2 Fraccionamiento primario del extracto etanólico. 55 4.9.3 Fraccionamiento secundario. 56 4.9.4 Aislamiento y purificación de los compuestos flavonoides. 57 5 Resultados y discusión. 60 5.1 Estudio fitoquímico biodirigido del propóleo Acuexcomatl. 62 5.1.1 Caracterización estructural de los metabolitos aislados. 70 5.2 Comparación de la actividad biológica, del contenido de fenoles y flavonoides totales del extracto etanólico de los propóleos. 81 5.3 Cuantificación por HPLC del flavonoide pinocembrina (1). 83 5.4 Análisis de la composición de volátiles. 87 6 Conclusiones. 104 7 Perspectivas. 105 8. Anexo 1 106 9. Referencias. 116 Lista de abreviaturas Página III I. Lista de abreviaturas. Abreviatura Significado ABTS 2,2´-azino-bis-(3-etilbenzotiazolin)-6 sulfonato de amonio ACN Acetonitrilo AcOEt Acetato de etilo CCA Cromatografía en columna abierta CCD Cromatografía en capa delgada CG-EM Cromatografía de gases-espectrometría de masas CMI Concentración mínima inhibitoria COSY Correlation Spectroscopy Desplazamiento químico d Doblete dd Doble de dobles ERO Especies reactivas de oxigeno DE Desviación estándar DPPH 2,2-difenil-1-picril hidrazilo FRAP Poder antioxidante reductor de fierro h Hora Hex Hexano HMBC Heteronuclear Multiple Bond Correlation HMQC Heteronuclear Multiple-Quantum Correlation HPLC High-performance liquid chromatography HS-SPME-GC- MS-TOF Head space in solid phase microextraction to gas chromatography coupled with mass spectrometry time of flight HS Fase gaseosa IFN Interferon IL Interleucina Lista de abreviaturas Página IV I. Lista de abreviaturas (continuación). Abreviatura Significado J Constante de acoplamiento kg Kilogramo L Litro MeOH Metanol µg Microgramo µl Micro litro µmol Micromol mg Miligramo mmol Milimol mL Mililitro MHz Megahertz nm Nanómetro NO Óxido nítrico NOESY Nuclear Overhauser Enhancement Spectroscopy PGE Prostaglandina ppm Partes por millón RMN1H Resonancia magnética nuclear de protón RMN13C Resonancia magnética nuclear de carbono 13 SPME Microextracción en fase sólida UFC Unidades formadoras de colonias UV Ultravioleta TFA Ácido trifloro acético TIC Cromatograma iónico total ton Toneladas Lista de figuras Página V II. Lista de figuras. Figura Descripción Página 1 Apariencia física de la muestra de propóleo recolectada en el apiario de Acuexcomatl. 14 2 Patrones quimiogeográficos de los tipos de propóleos. 22 3 Mapa de la República Mexicanaen donde se muestran las 5 regiones apícolas en que se divide el territorio nacional. 24 4 Muestra de productos disponibles en el mercado con propóleo en su composición. 32 5 Productos encontrados en el mercado a base de propóleo y de otras especies vegetales. 33 6 Reacciones de formación y eliminación de especies reactivas oxígeno (ERO). 37 7 Ubicación geográfica de los apiarios en dónde se recolectaron los propóleos analizados. 44 8 Mecanismo de acción de los antioxidantes ABTS·+ y DPPH·. 65 9 Estructuras químicas de los cinco compuestos aislados a partir del extracto etanólico del propóleo colectado en el apiario Acuexcomatl. 67 10 Estructura química de la pinocembrina y sus datos de espectrometría de masas. 70 11 Espectro de RMN 1H de pinocembrina (1). 72 12 Espectro de RMN 13C de pinocembrina (1). 72 Lista de figuras Página VI II. Lista de figuras (Continuación). Figura Descripción Página 13 Estructura química de la alpinetina (3) y de la 5- metileterpinobanksina (6). 73 14 Espectro de RMN 1H de la mezcla de alpinetina (3) y 5-metileterpinobanksina (6). 75 15 Espectro de RMN 13C de la mezcla de alpinetina (3) y 5-metileter pinobanksina (6). 75 16 Espectro NOE de la mezcla de alpinetina (3) y 5- metileterpinobanksina (6). 76 17 Identificación por HPLC de pinocembrina (1) en los extratos etanólicos de los propoleos colectados. 84 18 Perfiles cromatográficos obtenidos para los extractos etanólicos de los propóleos recolectados. 86 19 Cromatograma iónico total de los compuestos volátiles presentes en el propóleo colectado en el apiario Acuexcomatl obtenido por la técnica HS- SPME-GC-MS-TOF utilizando tres fibras diferentes. 88 20 Comparación de los espectros de masas del - pineno y 3-careno. 91 21 Comparación del cromatograma iónico total de los estándares empleados y el cromatograma iónico total obtenido de la muestra del propóleo proveniente del apiario Acuexcomatl para la obtención de los índices de Kovats. 92 22 Comparación de los cromatogramas iónicos totales de los propóleos estudiados. 94 Lista de figuras Página VII II. Lista de figuras (Continuación). Figura Descripción Página A Curvas de calibración utilizadas para la determinación de la capacidad antioxidante, fenoles y flavonoides totales. 107 B Espectros de RMN 1H, RMN 13C y NOE de la 4´,7- dimetilnaringenina (5). 110 B-a Espectro NOE de la 4´,7-dimetilnaringenina (5). 111 C Espectros de RMN 1H y RMN 13C de la acacetina (2). 112 C-a Espectro NOE de la acacetina (2). 113 D Espectros de RMN 1H y RMN 13C de la galangina (4). 114 E Perfiles cromatográficos obtenidos para los extractos etanólicos de los propóleos evaluados a una concentración de 2.0 mg/mL. 115 Lista de diagramas y gráficas Página VIII III. Lista de diagramas y gráficas. Diagrama Descripción Página 1 Procedimiento del fraccionamiento primario y secundario del extracto etanólico obtenido a partir del propóleo “Acuexcomatl”. 59 Gráfica Descripción Página 1 Actividad antioxidante y antibacteriana, contenido de fenoles y flavonoides totales en el extracto etanólico y las fracciones derivadas del fraccionamiento del propoleo seleccionado. 66 2 Actividad antioxidante y antibacteriana de los compuestos aislados a partir del propóleo de Acuexcomatl. 69 Lista de tablas Página IX IV. Lista de tablas. Tabla Descripción Página 1 Estructura química de algunos compuestos aislados a partir del propóleo. 25 2 Preparados comerciales que contienen propóleo asociados con extractos de diferentes plantas medicinales. 34 3 Clasificación de los antioxidantes. 39 4 Ubicación geográfica de los apiarios 44 5 Testigos utilizados en el ensayo biológico, para determinar la CMI. 51 6 Resumen de las condiciones de preparación y análisis de las muestras de los diferentes propóleos analizados por la técnica HS-SPME-CG-EM-TOF. 54 7 Fraccionamiento secundario por cromatográfica de la fracción primaria F-AcOEt. 56 8 Resumen del fraccionamiento ternario de la fracción F-F. 58 9 Ecuaciones de las curvas de calibración obtenidas para los ensayos de ABTS, DPPH, FRAP, fenoles y flavonoides totales. 62 10 Desplazamientos químicos y constantes de acoplamiento de los compuestos aislados en RMN 1H y RMN 13C. 78 11 Contenido de fenoles y flavonoides totales presentes en los extractos etanólicos de los propóleos colectados. 81 Lista de tablas Página X IV. Lista de tablas (Continuación). Tabla Descripción Página 12 Actividad inhibidora de los extractos etanolicos de los propoleos en estudio frente a los radicales DPPH˙ y ABTS˙+ y habilidad reductora por el ensayo FRAP 82 13 Ecuaciones de las curvas de calibración de pinocembrina realizadas para los dos sistemas cromatográficos utilizados. 85 14 Contenido de pinocembrina en los extractos etanólicos de los diferentes propóleos analizados. 85 15 Valores del índice de capacidad de concentración Fij del propóleo colectado en el apiario Acuexcomatl para las tres fibras empleadas. 87 16 Compuestos volátiles obtenidos para las 3 fibras empleadas en el propóleo “Acuexcomatl” 88 17 Comparación de los compuestos volátiles presentes en las muestras de propóleos analizadas. 95 A Resumen de los valores obtenidos para la actividad antioxidante y antimicrobiana. 108 Resumen Página 11 1 Resumen. El propóleo es un material multifuncional utilizado por las abejas para la construcción, el mantenimiento y la protección de sus colmenas. Desde la época antigua, este recurso natural ha sido aprovechado por el hombre debido a sus propiedades antibacterianas, antibióticas, antifúngicas, antivirales, antitumorales y antioxidantes, entre otras. Desde el punto de vista químico, el propóleo se compone básicamente de 50% de resinas y bálsamos vegetales; 30% de ceras; 10% de aceites esenciales y aromáticos; 5% de polen y 5% de otras sustancias. En este sentido, en literatura describe el aislamiento de más de 300 compuestos entre los que destacan compuestos de carácter fenólico, terpenoide, esteroide, flavonoide, azúcares y aminoácidos. Estudios farmacológicos previos han permitido demostrar que tanto su actividad biológica como su potencia están relacionadas con su composición química. Esta composición es altamente variable y se encuentra íntimamente ligada con la zona geográfica, la vegetación y la época de recolección. En este marco de referencia, nuestro grupo de investigación se ha enfocado en determinar la composición química, la capacidad antioxidante y la actividad antibacteriana de extractos etanólicos preparados a partir de diferentes muestras de propóleos colectados en la zona rural del Distrito Federal. En el presente trabajo se describe el estudio fitoquímico del extracto etanólico de una muestra de propóleo proveniente del apiario “Acuexcomatl” ubicado en la Delegación Xochimilco del Distrito Federal. La aplicación de diferentes procedimientos cromatográficos permitió el Resumen Página 12 aislamiento de pinocembrina (1), acacetina (2), alpinetina (3), 4´,7- galangina (4), dimetilnaringenina (5) y 5-metileterpinobanksina (6). Como ensayos biológicos se utilizaron: la capacidad antioxidante frente a los radicales DPPH˙ y ABTS˙+, así como capacidad de reducir a fierro (por sus siglas en inglés FRAP, Ferric Reducing Ability of Plasma); además de determinar su actividad sobre el crecimiento de la bacteria cariogénica Streptococcus mutans.. La galangina (4) presentó la mayor actividad antioxidante y la pinocembrina (1) el mejor efecto antibacteriano, con respecto a los otros compuestos aislados. El trabajo también incluye la cuantificación de pinocembrina (1), elcontenido de fenoles y flavonoides totales en el extracto etanólico de cinco propóleos recolectados, siendo el extracto etanólico del apiario Buhó quien posee el mayor contenido de dicho flavonoide y dichos compuestos. Sin embargo, los cinco propóleos cumplen con el contenido de fenoles y flavonoides totales establecidos en las normas de calidad emitidas por Argentina y Brasil. Por otra parte, se realizó la determinación de los compuestos volátiles presentes en cada propóleo utilizando la técnica de microextracción en fase sólida a partir de la fase gaseosa separada por cromatografía de gases y analizada por espectrometría de masas en tiempo de vuelo (HS-SPME- GC-MS-TOF). Dicho análisis permitió establecer que los terpenoides son sus principales constituyentes. Antecedentes Página 13 2 Antecedentes. 2.1 Propóleo. 2.1.1 Definición y generalidades. La palabra propóleo deriva de los vocablos griegos “pro” (defensa de) y “polis” (ciudad o colmena) de tal forma que propóleo significa “protección de la colmena” (Ghisalberti, 1979). El propóleo es una sustancia resinosa resultante de la mezcla de enzimas salivales de las abejas con materiales de carácter lipofílico recolectados a partir de las yemas y las grietas de la corteza de diversas plantas como son el álamo, el castaño de Indias, los abedules y las coníferas (Bankova, 2005; Gardana, 2007). La recolección del propóleo a partir de las colmenas se realiza raspando o colocando trampas, siendo este último método el que produce propóleos de mejor calidad y con menor contaminación por plomo. En las zonas templadas la obtención del propóleo se realiza antes de la llegada del invierno, mientras que en los climas tropicales se hace al inicio de la estación lluviosa que es cuando la propolización parece ser más activa (Farré et al., 2004). En este sentido, la época y el método de recolección representan dos aspectos importantes para considerar, ya que la recolección puede realizarse en la temporada donde se determine que existen las concentraciones más elevadas de los compuestos que poseen las actividades biológicas de interés (Sforcin, 2007). Físicamente, el propóleo puede describirse como una sustancia dura y quebradiza a bajas temperaturas, sin embargo, si es calentado levemente se torna maleable y viscoso; su coloración varía del amarillo-verdoso al marrón oscuro, lo cual se debe básicamente a las fuentes vegetales y a su Antecedentes Página 14 antigüedad (Burdock, 1998). Generalmente, posee un sabor acre aunque a veces es amargo y tiene un aroma semejante al de la miel debido a los compuestos volátiles presentes en el mismo (Niraldo, 2005). Su punto de fusión oscila entre 60-70 °C aunque en algunos casos puede llegar hasta 100 °C (Marcucci, 1995). En la Figura 1 se ilustra la apariencia física de una muestra de propóleo recolectada en el apiario de Acuexcomatl de la zona rural del Distrito Federal. Figura 1. Apariencia física de la muestra de propóleo recolectada en el apiario de Acuexcomatl. 2.1.2 Usos en la medicina tradicional: Propiedades biológicas y farmacológicas. El propóleo es utilizado por las abejas como antimicrobiano (Bankova, 2005), para suavizar las paredes internas y sellar agujeros en la colmena, de esta forma se reduce la entrada de frío, viento y de posibles intrusos (Burdok, 1998). Por otra parte, esta resina es utilizada para embalsamar animales pequeños muertos que no pudieron ser retirados de la colmena, evitando así su putrefacción (Niraldo, 2005). Antecedentes Página 15 El propóleo ha sido aprovechado por el hombre desde la edad antigua, ya que su uso se remonta a la época de los Egipcios, quienes al igual que las abejas, lo utilizaban para embalsamar cadáveres (Ghisalberti, 1979); por otra parte, los Incas lo utilizaban como antipirético; los griegos y los romanos como antiinflamatorio en el tratamiento de heridas, úlceras y abscesos (Castaldo y Caspaso, 2002). En los siglos XII–XV, se utilizó como antiinflamatorio bucal y en el tratamiento de las caries dentales, resfriados y forúnculos (Castaldo y Capasso, 2002). En Europa, ente los siglos XVII– XIX se destacó por sus propiedades antibacterianas y, finalmente, a partir de 1900 el propóleo fue utilizado como desinfectante y cicatrizante (Niraldo, 2005). Esta última propiedad es aprovechada en África, hace más de 90 años, combinando esta resina con la vaselina para confeccionar pomadas antibacterianas (Marcucci, 1996). Es así, que a través de los años esta resina ha sido y continúa siendo utilizada debido a sus múltiples y versátiles propiedades biológicas antibacterianas, antibióticas, antifúngicas (Hegazi, et al., 1996 y 2000), antivirales (Volpi, 2006), antiprotozoarias (Castaldo y Caspaso, 2002), antitumorales, inmunoestimulantes (Zhou, 2008), antiulcericas, hipotensoras, citostáticas (Bruschi, 2003), antioxidantes, antineoplásicas, antiinflamatorias (Peña, 2008), anestésicas, antisépticas, cicatrizantes (Hroboňová, 2009), bacteriostáticas, coléricas, espasmolíticas (Burdok, 1998), antihipertensivas (Niraldo, 2005), antidiabéticas (Sforcin y Bankova, 2011), regeneradoras de tejido cartilaginoso y tejido óseo (McLennan, 2008), además el propóleo pose acción desintoxicante en el hígado (Marcucci, 1996). 2.1.2.1 Actividad antimicrobiana. Estudios previos han demostrado la eficacia del propóleo contra el crecimiento de bacterias Gram positivo (Staphylococcus spp., Streptococcus Antecedentes Página 16 spp., Bacillus spp.,) y bacterias Gram negativo (Helicobacter pylori, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa, Aerobacter aerogenes, Bordetella bronchiseptica, Serratia marcescens) (Dobrowalski, 1991; Marcucci, 1996; Ataҫ-Uzel, 2005; Castaldo y Caspaso, 2002). Además, estudios previos han demostrado que extractos derivados del propóleo presentan actividad contra el protozoario Trypanosoma cruzi (Castaldo y Caspaso, 2002). Por otra parte, extractos provenientes de propóleos demostraron actividad contra Candida albicans, Microsporum sp., Alternaria alternata y Penicillium digitatum (Marcucci, 1995; Farré, 2004; Castaldo y Caspaso, 2002). También, presentan actividad contra el virus de inmunodeficiencia humana (VIH), del herpes, de las influenzas tipo A y B y de la viruela (Marcucci, 1995; Castaldo y Caspaso, 2002). Los principales componentes con actividad antimicrobiana presentes en los propóleos son del tipo flavonoide, ácido fenólico y los ésteres de los ácidos fenólicos (Hernández y Bernal, 1990; Kujumgiev et al., 1999; Sforcin, 2000). Sin embargo, se ha descrito que propóleos provenientes de zonas tropicales que no contienen compuestos de este tipo presentan una actividad antimicrobiana similar, lo que indica que la combinación de diferentes sustancias en el propóleo son esenciales para dicha actividad biológica (Chang-Li, 2005). 2.1.2.2 Actividad antiinflamatoria. La actividad antiinflamatoria del propóleo se encuentra descrita principalmente para dolencias musculares y de las articulaciones, además de inflamaciones ocasionadas por infecciones, reumatismo y torceduras (Marcucci, 1996). Estudios previos realizados en ratones C57BL/6 a los cuales se les administraron diferentes extractos de propóleo durante un Antecedentes Página 17 periodo de 14 días mostraron una inhibición en la producción de las interleucinas IL-1, IL-6, IL-2, IL-10 y del interferón IFN- (Sforcin, 2011). Por otra parte, estudios realizados utilizando como modelo ratones a los cuales se les indujeron edemas con carragenina demostraron el efecto antiinflamatorio de extractos acuosos y etanólicos de propóleo. Estos estudios demostraron que el mecanismo responsable del efecto antiinflamatorio se debe a una disminución en los nivelesde prostaglandina E2 (PGE2) y de óxido nítrico (NO). Otros estudios utilizando ratas a las cuales se les indujo artritis permitieron determinar que la administración de extractos de propóleo inhibían de forma significativa las producción de interleucina-6 (IIL-6) (Fuliang-Hu, 2005). Esta respuesta antiinflamatoria en parte se encuentra relacionada con los flavonoides presentes en los propóleos, puesto que algunos flavonoides poseen la capacidad de modificar la síntesis de eicosanoides, lo cual está relacionado con dicho efecto (Florez, 2002). 2.1.2.3 Actividad inmunoestimulante. Investigaciones previas realizadas utilizando extractos de propóleo describen que la capacidad de secreción de citocinas se incrementa significativamente tras la administración los mismos (Farré, 2004; Basim, 2006). Asimismo, existen estudios que han demostrado que extractos etanólicos de propóleo son capaces de activar las etapas iniciales de la respuesta inmune mediante la expresión de los receptores TLR-2 y TLR-4, así como la producción de las citocinas proinflamatorias IL-1 e IL-6 (Orsatti, 2010). Otras investigaciones en las cuales se administraron extractos derivados del propóleo al 10% en ratones de la cepa BALB/c a dosis de 5, 10 y 20 mg/kg describen un incremento en la producción de anticuerpos por los ratones (Sforcin, 2007). Antecedentes Página 18 Recientemente, se demostró que la administración como coadyuvante de un extracto acuoso de propóleo al 13% a pacientes asmáticos por un período de dos meses redujo el grado de incidencia y la severidad de los ataques provocados por la misma (Sforcin, 2007). 2.1.2.4 Actividad citotóxica y antitumoral. Estudios realizados in vivo con ratones a los cuales se les administraron extractos de propóleo, han demostrado un incremento en la actividad citotóxica de las células asesinas (NK), inhibiendo así el crecimiento celular y de la apoptosis en diferentes líneas tumorales (Marcucci, 1995), como es el caso del carcinoma cervical humano (Castaldo et al., 2002; Marcucci, 1996) y del linfoma murino (Sforcin y Bankova, 2011). 2.1.2.5 Actividad anestésica, antiséptica y cicatrizante. Las propiedades anestésicas del propóleo han sido aprovechadas por cirujanos plásticos brasileños para el tratamiento estético de pieles con acné y arrugas superficiales. En la medicina dental se le utiliza para el tratamiento de gingivitis y caries dental (Serra, 1995). Por otra parte, preparados o extractos de propóleo se utilizan ampliamente para el tratamiento de infecciones en la garganta (Burdok, 1998; Niraldo, 2005; Walgrave et al., 2005). Por último, estudios recientes demuestran que el propóleo favorece la reepitelización de heridas en roedores diabetizados (McLennan, 2008). 2.1.2.6 Actividad antiulcerosa. Estudios previos demuestran que algunos componentes del propóleo como el ácido cafeíco, el ácido p-cumárico y el ácido cinámico, compuestos Antecedentes Página 19 de carácter fenólico poseen propiedades antiulcéricas. Asimismo, se ha reportado que extractos de propóleos presentan un efecto gastroprotector (Sforcin, 2011). Por otra parte el grupo de trabajo de Primon (2007) ha demostrado que el extracto etanólico de propóleo verde brasileño reduce de forma significativa las lesiones gástricas inducidas por indometacina, etanol y estrés en una dosis de 500 mg/kg. 2.1.2.7 Actividad antidiabética. Matsushige y colaboradores (1996) demostraron que el extracto acuoso de propóleo posee un efecto preventivo en la destrucción de las células -pancreáticas al inhibir la generación del IL-1 y la actividad de la óxido nítrico sintasa. Otras investigaciones describen que la administración del extracto acuoso o etanólico por un periodo de 7 días en ratas diabetizadas permitió controlar su glicemia y modular sus niveles de glucosa (Sforcin, 2011). 2.1.2.8 Capacidad antioxidante. El propóleo es una fuente natural de antioxidantes que protegen a los ácidos grasos y lipoproteínas séricas de la oxidación, debido a su capacidad estabilizadora de radicales libres y a su efecto inhibidor sobre el ión cuproso, iniciador de la oxidación de las lipoproteínas de baja densidad (Farré et al., 2004). En este sentido existen estudios que demuestran que el porcentaje de neutralización de radicales libres por esta resina es equiparable al descrito para la vitamina C (Velázquez et al., 2007). La excelente capacidad antioxidante descrita para el propóleo se atribuye básicamente a su elevado contenido de flavonoides. Estos Antecedentes Página 20 compuestos poseen en su estructura un número variable de hidroxilos fenólicos que poseen propiedades quelantes del hierro y otros metales de transición confiriéndoles una gran capacidad antioxidante (Havsteen, 1983). Por ello, los flavonoides desempeñan un papel esencial en la protección frente a daños provocados por el estrés oxidativo relacionado con un elevado número de patologías como cardiopatía isquémica, aterosclerosis, cáncer, entre otras más (Florez, 2002). Las propiedades antiradicales libres de los flavonoides se dirigen fundamentalmente hacia los radicales hidroxilo y superóxido, especies reactivas implicadas en el inicio de la cadena de peroxidación lipídica (Florez, 2002). 2.1.3 Otras actividades del propóleo. Además de las actividades biológicas descritas previamente, en la literatura se ha reportado el efecto potenciador de extractos de propóleo sobre la actividad de antibióticos como la biomicina, la tetraciclina, la neomicina, la polimixina, la penicilina y la estreptomicina (Marcucci, 1996; Sforcin, 2000). Existen estudios que han demostrado la actividad sinérgica entre el ciproxacino y el propóleo en el tratamiento de la queratitis experimental inducida por Staphylococcus aureus (Sforcin, 2011). Además de las aplicaciones del propóleo en la medicina tradicional, esta resina se ha incorporado en productos domésticos, cosméticos y alimentarios, debido a sus propiedades biológicas (Chan-Li, 2005). Por su actividad cicatrizante ha sido aprovechado en la industria de cosméticos para la elaboración de cremas, faciales, pomadas, lociones (Niraldo, 2005), shampoos, ungüentos, acondicionadores, brillos labiales y barnices (Walgrave et al., 2005). Por otro lado, debido a sus propiedades antimicrobianas ha sido incorporado en hilos y cremas dentales, así como en enjuagues bucales (Burdok, 1998) para tratar diversas afecciones de la Antecedentes Página 21 cavidad oral como la gingivitis y la caries dental, principalmente (Walgrave et al., 2005). En la industria alimentaria el propóleo se ha incorporado en suplementos alimenticios y como aditivo en algunos alimentos y bebidas (Valencia, 2012). En algunos países, se adicionan unas gotas de una solución de propóleos en productos envasados o en alimentos frescos (como pescados congelados, grasas y aceites), con la finalidad de prolongar su vida útil entre dos y tres veces más. Además, la adición de propóleo en bebidas como el ron ayuda a mejorar la calidad del mismo. Por otro lado, en algunos países, se han efectuado estudios con resultados positivos para la conservación del mango con propóleos (Allende, 2012). Cabe mencionar que antiguamente está resina era utilizada por famosos fabricantes de violines como un ingrediente de la composición de los barnices y pulidores de los mismos, de tal forma que la coloración que se observa en algunos violines hechos por antiguos maestros de Cremona es debida en parte al propóleo (Marcucci, 1996). 2.1.4 Clasificación del propóleo de acuerdo a su origen. Estudios farmacológicos previos han permitido demostrar que tanto la actividad biológica como la potencia de cada propóleo dependen básicamente de su composición química, misma que es altamente variabley se encuentra íntimamente ligada con la zona geográfica, la época de recolección, además de la raza de abeja (Soleo de Funari, 2007; Bankova 2005; Chaillou, 2009; Ataç-Uzel et al., 2005). Por otra parte, es necesario considerar los disolventes y el método de extracción ya que los extractos etanólicos al 60-80% inhiben el crecimiento microbiano, mientras que al 70-80% tienen una mayor actividad antioxidante (Farré et al., 2004). Antecedentes Página 22 La zona geográfica es uno de los factores determinantes en la composición y por ende en la actividad biológica de los propóleos y aunque las abejas de la misma colonia pueden visitar plantas de diferentes especies, a menudo pareciera que hay una preferencia marcada con ciertas resinas, observándose así cinco patrones quimiogeográficos de los tipos de propóleos a nivel mundial (Figura 2), los cuales se clasifican en propóleos poplares o de climas templados, propóleos verdes o de climas tropicales, propóleos derivados de Clusia, propóleos derivados de Macaranga o de la región del pacifico y propóleos de las regiones orientales del Mediterráneo. Cada uno de ellos posee una composición característica (Salatino, 2011). Figura 2. Patrones quimiogeográficos de los tipos de propóleos. I. Propóleos poplares o de climas templados. II. Propóleos verdes o de climas tropicales. III. Propóleos derivados de Clusia. IV. Propóleos derivados de Macaranga o de la región del pacifico. V. Propóleos de las regiones orientales del Mediterráneo. Los componentes característicos de propóleos de climas templados o poplares (I), tanto de los hemisferios norte y sur, son flavonoides sin sustituyentes en el anillo B, ácidos fenilpropanoides y sus ésteres. Las fuentes de estos componentes son los exudados de las yemas apicales de las especies de Populus principalmente P. nigra (Salatino, 2011). Antecedentes Página 23 Propóleos de clima tropical o de tipo verde (II) como lo es el propóleo más importante de Brasil, tienen una composición bastante distinta, principalmente contienen fenilpropanoides prenilados, ácidos caféico y quínico, sustancias que derivan a partir de yemas vegetativas de Baccharis dracunculifolia (Salatino, 2011). Propóleos cuya fuente son los exudados de las flores de Clusia (III) poseen en su composición benzofenonas preniladas, como lo es el caso de los propóleos de Venezuela, Cuba y de algunos propóleos de Brasil (Salatino, 2011). Flavanonas de geranilo han sido reportadas para muestras de propóleos de la región del Pacífico (III), como es el caso de Taiwán y Okinawa. Recientemente, compuestos similares se han reportado para el propóleo de las regiones de África, como Egipto y Kenia. Los componentes del propóleo de Okinawa derivan de los exudados de la fruta de Macaranga tanarius, de la cual existen aproximadamente 280 variedades que producen diversos compuestos derivados de geranilo. Por lo tanto, no es de extrañar que el propóleo producido en África, Japón y Taiwán tenga composiciones similares (Salatino, 2011). Los propóleos de las regiones orientales del Mediterráneo (IV), como Grecia, Creta y Turquía, pueden contener predominantemente diterpenos o antraquinonas. La fuente de los diterpenos parece ser la especie Cupressaceae, sin embargo, nada se ha sugerido con respecto a los orígenes de las antraquinonas (Salatino, 2011). Con base a lo anterior, los propóleos mexicanos se ubican dentro de los propóleos de clima templados o poplares, sin embargo es importante destacar que el territorio mexicano comprende climas y regiones muy diferentes, con lo cual es necesaria la clasificación de los propóleos Antecedentes Página 24 mexicanos. Sin embargo, en México sólo existe una clasificación de las zonas apícolas: la región del Altiplano, la Costa del Pacifico, la Región del Golfo, la región Norte y la región de la Península de Yucatán (Figura 3). Dentro de las cuales se ubica al Distrito Federal dentro de la zona correspondiente al altiplano. Esta región se distingue por tener mieles ámbar y ámbar claro de gran auge en el mercado europeo. Su origen floral es el acahual, la acacetillam la jarilla, el toronjil morado y la espinocilla, entre otros (Claridades, 2010). Figura 3. Mapa de la República Mexicana en donde se muestran las 5 regiones apícolas en que se divide el territorio nacional. 2.1.5 Composición química. Desde el punto de vista químico el propóleo se compone de 50% de resinas y bálsamos vegetales; 30% de ceras; 10% de aceites esenciales y aromáticos; 5% de polen y 5% de otras sustancias (Burdok, 1998). La literatura química disponible a la fecha describe el aislamiento de más de 300 compuestos entre los que destacan compuestos de carácter fenólico, terpenoides, esteroides, flavonoides, azúcares y aminoácidos (Kalogeropoulos et al., 2009). En la Tabla 1 ilustran algunos de los compuestos más representativos aislados del propóleo. Antecedentes Página 25 Tabla 1. Estructuras químicas de algunos compuestos representativos aislados a partir del propóleo. Compuesto químico Estructura química Referencia T e rp e n o id e s Totarol Popova, 2009 Geraniol Marcucci, 1996; Bankova, 2000 Pineno Bankova, 2000 Fucosterol Popova, 2009 Cedrol Silici, 2005 A ld e h íd o s Vainillina Marcucci, 1996; Mohammadzadeh, 2007 Isovainillina Marcucci, 1996 Antecedentes Página 26 Tabla 1. Estructuras químicas de algunos compuestos representativos aislados a partir del propóleo (continuación). Compuesto químico Estructura química Referencia L ig n a n o s Sesamina Bankova, 2000; Silici, 2005 Sesartenina Bankova, 2000 Yangambina Bankova, 2000 Á c id o s g ra s o s Ácido oleico Marcucci, 1996; Ataç-Uzel, 2005 Ácido palmítico Ataç-Uzel, 2005; Marcucci, 1996 Ácido linoleico Marcucci, 1996; Ataç-Uzel, 2005 Antecedentes Página 27 Tabla 1. Estructuras químicas de algunos compuestos representativos aislados a partir del propóleo (continuación). Compuesto químico Estructura química Referencia F la v o n o id e s Naringenina Ataç-Uzel, 2005; Silici, 2005 Acacetina Marcucci, 1996; Silici, 2005 Pinocembrina Marcucci, 1996; Ataç-Uzel, 2005; Gardana, 2007; Silici, 2005 Apigenina Marcucci, 1996; Gardana, 2007 Galangina Marcucci, 1996; Ataç-Uzel, 2005 Gardana, 2007; Silici, 2005 Quercetina Ataç-Uzel, 2005. Silici, 2005. Antecedentes Página 28 Tabla 1. Estructuras químicas de algunos compuestos representativos aislados a partir del propóleo (continuación). Compuesto químico Estructura química Referencia F la v o n o id e s ( c o n ti n u a c ió n ) 4´,7- Dimetilnaringenin a Medina 2011 4´,7- Dimetilapigenina Medina 2011 Canferol Bankova et al., 1983 Isokuranetina Téllez y Murillo 2011 Pinobanksina Usia et al., 2002 6-Cinamilcrisina Usia et al., 2002 Antecedentes Página 29 Tabla 1. Estructuras químicas de algunos compuestos representativos aislados a partir del propóleo (continuación). Compuesto químico Estructura química Referencia F la v o n o id e s ( c o n ti n u a c ió n ) 3,7-Dihidroxi-5- metoxiflavanona Bankova, 1983 2,5-Dihidroxi-7- metoxiflavanona Bankova et al., 1983 7-Metilgalangina Banskota, 2002 5-Metiléter pinobanksina Banskota, 2002 Pinostrobina Ataç-Uzel, 2005 3-Acetato de pinobanksina Ataç-Uzel, 2005 Antecedentes Página 30 Tabla 1. Estructuras químicas de algunos compuestos representativos aislados a partir del propóleo (continuación). Compuesto químico Estructura química ReferenciaC o m p u e s to s f e n ó li c o s Ácido benzoico Marcucci, 1996 Ataç-Uzel, 2005 Silici, 2005 Mohammadzadeh, 2007 Ácido p- cumárico Marcucci, 1996 Ácido gálico Marcucci, 1996 Ácido ferúlico Ataç-Uzel, 2005 Silici, 2005 Ácido salicílico Marcucci, 1996 Ácido cafeíco Ataç-Uzel, 2005 Gardana, 2007 Hidroquinona Popova, 2009 Ácido cinámico Gardana, 2007 Antecedentes Página 31 Tabla 1. Estructuras químicas de algunos compuestos representativos aislados a partir del propóleo (continuación). Compuesto químico Estructura química Referencia C o m p u e s to s f e n ó li c o s ( c o n ti n u a c ió n ) p-coumarato de bencilo Popova, 2005 Ferulato de bencilo Popova, 2005 Cafeato de feniletilo Popova, 2005 Cinamato de cinamilo Popova, 2005 Como se ilustró en la Tabla 1, el grupo de los flavonoides (flavanoles, chalconas, flavonas y dihidroflavonas) son el tipo de compuestos aislados con mayor frecuencia a partir de muestras de propóleo, seguidos de compuestos fenólicos y todos ellos representan el grupo de productos activos más importantes presentes en el propóleo. Otros compuestos aislados son azúcares como la galactosa y la xilosa (Marcucci, 1996); vitaminas como la B1, B2, B6, C y E, minerales como la plata, el cesio, el mercurio, el lantano, el antimonio, el cobre, el manganeso, el hierro, el calcio, el aluminio, el vanadio y el silicio (Marcucci, 1995); y algunos aminoácidos como la lisina, la fenilalanina, la cisteína, la glicina, la leucina y la serina (Marcucci, 1996). Antecedentes Página 32 2.1.6 Preparados que contienen propóleo en su composición. En México y el mundo, existen agroindustrias que manufacturan preparados a base de propóleo, un ejemplo es la agroindustria del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria de la Estación Experimental Agropecuaria Famaillá (INTA EEA Famaillá), que ha montado una planta piloto de procesamiento de propóleos desarrollando múltiples productos. Para ello, en primer término se prepara el extracto etanólico de los propóleos y posteriormente se evapora el etanol con la finalidad de obtener los componentes biológicamente activos. Posteriormente, a partir del extracto obtenido se preparan tinturas, cremas, jabones, ungüentos, tabletas, etc. (Bedascarrasbure, 2001). En la Figura 4 se ilustran algunos de los preparados desarrollados que contienen própoleo en su composición. Figura 4. Muestra de productos disponibles en el mercado con propóleo en su composición. Es importante mencionar que los productos desarrollados a base de propóleo se combinan con otros derivados de la colmena como la miel y el polen, así como diversas plantas medicinales (ej. sauco, gordolobo, bugambilia, equinacea, ajo, canela, etc.). Estos productos se utilizan con frecuencia para tratar enfermedades respiratorias, bucales, gastrointestinales, inflamatorias, además de fortalecer el sistema inmune. La administración de estas asociaciones se realiza utilizando diferentes Antecedentes Página 33 presentaciones, entre las cuales se puede mencionar a los jarabes, gotas, infusiones, extractos, tizanas, pastillas (caramelos), cápsulas, jabones, ampolletas, entre otras (Figura 5). En la Tabla 2 se describen algunos de los preparados disponibles en el mercado en los cuales se incorporan extractos de propóleo en combinación con los de diversas especies vegetales, además de su posología y su uso recomendado. Figura 5. Productos encontrados en el mercado a base de propóleo y de otras especies vegetales. A. Gotas de ajo con propóleo, B. Tizana de abango con propóleo; C. Jabón de propóleo con manzanilla; D. Capsulas de propóleo con Echinacea y germen de trigo; E. Jarabe de propóleo con eucalipto, gordolobo y miel de abeja; F. Jarabe de miel con propóleo, eucalipto, gordolobo, sauco, polen y mentol; G. Propóleo en spray con esencia de eucalipto, mentol y miel; H. Ampolletas de equinacea con propóleo; I. Ampolletas a base de extractos de propóleo, Sauco, Llantén, semilla de pomelo, Regaliz, Equinacea y Astrágalus; J. Jarabe de miel con aloe vera y propóleo; K. Spray de propóleo con jengibre, miel de abeja y menta; L. Jarabe de miel con propóleo y melisa; M. Jarabe de miel con propóleo y extracto de palto; N. Spray de propóleo con canela y miel de abeja. Antecedentes Página 34 Tabla 2. Preparados comerciales a base de propóleo asociados con diversas plantas medicinales. Preparado Asociación (extracto) Usos recomendados Posología Nombre comercial Jarabe eucalipto, gordolobo y miel de abeja afecciones del sistema respiratorio (tos) adultos: 2 cucharadas/4 h Niños: 1 cucharada /4 h Sin tos Jarabe melisa y miel tratamiento de problemas gastrointestinales, colon irritable de origen nervioso. 1 a 2 cucharaditas dos a tres veces al día Miel propóleo- Melisa Gotas ajo fortalecimiento del sistema inmune. Tratamiento de bronquitis y afecciones respiratorias, dolor de oído, presión alta, problemas gástricos y dérmicos. agregar 10 a 15 gotas a media taza de agua tibia o leche. administrar 3 veces al día. Ajo propóleo gotas Nebulizador jengibre, miel de abeja y menta. tratamiento de tos y resfriados aplicar varias veces al día Nebulizador propóleo- jengibre Ampolletas equinácea fortalecer el sistema inmune ingerir una ampolleta al día preferiblemente a la hora del desayuno, sola o disuelta en agua o zumo Master plant Ampolletas sauco, llantén, semilla de pomelo, regalíz, fortalecer el sistema inmune Tomar una ampolleta diaria por la mañana Inmunoguard Antecedentes Página 35 equinácea y Astrágalus Tizana abango tratamiento de los síntomas del resfriado común, no especificada Abango con propóleo (Therbal®) Tabla 2. Preparados comerciales de propóleo asociados con diversas plantas medicinales (continuación). Preparado Asociación (extracto) Uso recomendado Posología Nombre comercial Tabletas equinacea fortalecer el sistema inmune. tratamiento de problemas del tipo alérgico, fiebre, tos, anginas y dolor de garganta. Antibiótico. adultos: 2 tabletas antes de cada comida. Niños 2 tabletas al día. Antibiotil propóleo Cápsulas equinacea y germen de trigo fortalecer el sistema inmune tomar una cápsula al día antes del desayuno. Propóleo con equinácea 1.000mg Pastillas fresa y acerola tratamiento de afecciones de la garganta, boca y afecciones respiratorias tomar de 4 a 6 pastillas al día Propóleo BIO Jabón manzanilla Antibacteriano ------- Protex propolis Pasta dental mirra Prevención de placa dentobacterina. ----- Tom's of Maine Toothpaste Propolis & Myrrh Crema aloe manzanilla consuelda Para problemas de la piel ------ Aloe propolis crem Antecedentes Página 36 2.2 Estrés oxidante: definición y generalidades. En la mayor parte de las células, al menos un 90% del oxígeno molecular consumido es utilizado para la fosforilación oxidativa en la producción de ATP. El resto del O2 se emplea en una amplia gama de reacciones metabólicas especializadas. Existen al menos 200 enzimas conocidas que utilizan O2 como sustrato y prácticamente la totalidad de estas utiliza un ión metálico para potenciar la reactividad del oxígeno como es el caso de la citocromo oxidasa (Mathews, 2002). Sin embargo, la eficacia de estas enzimas oxidasas no suele ser del 100%, de tal forma que a menudo se generan especies de oxígeno reducidas de forma incompleta: superóxido (O2˙-) que se forma a partir de una reducción del O2; peróxido de hidrógeno (HOOH) que se forma a partir de una reducción de dos electrones; y el radical hidroxilo (OH˙) que se forma por una reducción de tres electrones). Estasespecies radicales producidas son más reactivas que el O2 y son denominadas de forma colectiva especies reactivas de oxígeno (ERO) (Finley, 2011). En la Figura 6 se muestran las reacciones de formación y eliminación de estas especies radicales. Específicamente, el radical hidroxilo es el más reactivo y es el responsable del daño de otras moléculas biológicas; daña a las proteínas de varias formas, así como a las membranas en un proceso denominado peroxidación lipídica, que es una reacción en cadena, en la cual se pueden generar radicales que inicien otra reacción de peroxidación. Asimismo, el radical hidroxilo también daña a los ácidos nucleicos, produciendo la ruptura de la cadena de polinucleótidos y cambiando la estructura de las bases del ADN (Saikat, 2011). Antecedentes Página 37 Por otra parte, el radical superóxido que es relativamente atóxico puede combinarse fácilmente con otro radical libre, el óxido nítrico (NO˙), produciendo peroxinitrito (OONO-), que es considerada una especie reactiva de oxígeno que también produce peroxidación lipídica (Mathews, 2002). Figura 6. Reacciones de formación y de eliminación de las especies reactivas de oxígeno. Antioxidantes como la vitamina E y algunas enzimas antioxidantes como la superóxido dismutasa (SOD), catalasa o glutatión peroxidasa (GXP) pueden reducir a dichas especies; otros cofactores como el glutatión (GSH), el ascorbato y el NADPH y enzimas como la glutatión reductasa son importantes para la regeneración de la reducción de estas moléculas y/o enzimas. Cualquiera que sea su origen, la producción a gran escala de especies reactivas de oxigeno producen un daño considerable en los tejidos en los que se producen, generando así estrés oxidativo y para contrarrestarlo el organismo emplea defensas enzimáticas y no enzimáticas. El estrés oxidativo puede generarse mientras las células del organismo transforman los alimentos en energía especialmente en situaciones de hiperoxia, ejercicio intenso e isquemia y también por exposición a determinados agentes externos como las radiaciones Antecedentes Página 38 ionizantes o luz ultravioleta, polución ambiental, humo del tabaco, etc. (Veiga, 1997). 2.2.1 Antioxidantes: definición y clasificación. Para contrarrestar el daño provocado por el estrés oxidativo existen sistemas enzimáticos antioxidantes y sistemas antioxidantes no enzimáticos que son capaces de metabolizar a los radicales libres generados en los procesos redox en las células (Guerra, 2002). El término antioxidante tiene diferentes connotaciones según el área de especialidad, ya que por ejemplo en biología un antioxidante es un compuesto capaz de neutralizar especies reactivas generadas metabólicamente; mientras que en el área de alimentos, el término implica una sustancia utilizada por sus características funcionales como lo es el de retardar la oxidación (Finley, 2011). De esta forma los antioxidantes juegan un papel crucial en el mantenimiento de una salud óptima y en la defensa del daño provocado por los radicales libres formados durante el metabolismo. En la Tabla 3 se resume la clasificación de los antioxidantes. Antecedentes Página 39 Tabla 3. Clasificación de los antioxidantes (Saikat, 2011). Tipo de antioxidante Ejemplos D e a c u e rd o a s u N a tu ra le z a Antioxidantes enzimáticos Superóxido dismutasa (SOD), Catalasa (CAT), Glutatión peroxidasa (GPx), Glutatión reductasa (GR). Antioxidante s no enzimáticos Metabólicos Glutatión reducido (GSH), L-arginina, coenzima Q10, bilirrubina, transferina, ácido úrico. Nutrimentales Vitamina E, vitamina C, carotonoides, flavonoides, omega-3, ácidos grasos, compuestos fenólicos. D e a c u e rd o a s u f u e n te Antioxidantes endógenos Bilirrubina, glutatión, ácido lipoico, N-acetilcisteína, NADPH y NADH, ubiquinona, ácido úrico, enzimas (SOD, CAT, GPx, GR) Antioxidantes de la dieta Viataminas E y C, -caroteno y otros carotenoides y oxicarotenoides, polifenoles (flavonoides, flavonas, proantocianidinas, flavanoles) Metales unidos a proteínas Albumina (cobre), ceruloplasmina (cobre), metalotioneina (cobre), ferritina (hierro), mioglobina (hierro), transferina (ferretina). D e a c u e rd o a s u m e c a n is m o d e a c c ió n Sistemas catalícos de neutralización de diversas ERO Superóxido dismutasa (SOD), Catalasa (CAT), Glutatión peroxidasa (GPx). Unión o inactivación de los iones metálicos que evitan la producción de ROS por medio de la reacción de Haber-Weiss Ferritina y catequinas Autodestrucción y ruptura de la cadena de los antioxidantes de barrido, destrucción de ERO. Vitamina C, Vitamina E, ácido úrico, flavonoides, glutatión. Neutralización de ERO Carotenoides, antocianidinas. Antecedentes Página 40 2.2.2 Patologías asociadas al estrés oxidante. Existen una serie de patologías atribuibles al ataque de radicales libres que están implicados en algunas de sus fases o secuencias bioquímicas (Guerra, 2001). A continuación se describen algunas de estas patologías: Envejecimiento prematuro: resulta de la acumulación de lesiones orgánicas debidas a las ERO. Además, se ha detectado una menor actividad proteolítica que en las células jóvenes, una disminución de las concentraciones de antioxidantes e inactivación de las enzimas detoxificadoras de ERO y una acumulación de proteínas oxidadas no degradadas (Rivet, 2000). Ateroesclerosis: la formación de una placa de grasa y de otras sustancias que cubren parcial o totalmente los vasos sanguíneos. Esta placa, se inicia con la captación de lipoproteínas de baja densidad (LDL) por los macrófagos que se transforman así en células espumosas. En determinadas condiciones oxidativas las lipoproteínas se fragmentan y determinados residuos de aminoácidos de la apoproteína de la LDL son alterados. Estas LDL oxidadas o productos liberados de ellas, son citotóxicas para el endotelio y estimulan la producción de diversos factores que inician o extienden la lesión ateroesclerótica. Se ha demostrado una estrecha relación entre ERO y LDL, se sabe que su aumento tiene una influencia directa en la aparición de ateroesclerosis (Guerra, 2001). Cáncer: el desarrollo tumoral es un proceso altamente complejo caracterizado por la presencia de necrosis celular del tejido sano, crecimiento incontrolado de las células cancerosas, neovascularización del área afectada para asegurar el aporte de oxígeno y nutrientes al tumor, entre otros muchos fenómenos. Se ha sugerido la implicación de los Antecedentes Página 41 radicales libres en el desarrollo tumoral. Los radicales libres estimulan el crecimiento de las células musculares lisas, lo que sugiere un papel del estrés oxidativo en la neovascularización tumoral o angiogénesis. Por otra parte, debe considerarse que la transformación oncogénica está condicionada por la presencia de genes mutados u oncogenes que controlan funciones celulares clave, y esto puede influenciarse por el estado redox celular (Borek, 2004). La catarata senil: los radicales generados en el cristalino producen entrecruzamiento, desnaturalización, degradación de sus proteínas y otros efectos, formándose gránulos microscópicos de composición compleja por la aglomeración desordenada de moléculas que crecen en tamaño y cantidad, produciendo inicialmente el efecto Tindall y finalmente, la total opacificación del cristalino (Fletcher, 2010). Diabetes mellitus: a concentraciones altas de glucosa, típicas de estados diabéticos, la producción de ERO se incrementan. Sin embargo, el incremento de estrés oxidativo descrito en los diabéticos, no soólo está relacionado con la aceleración en la producción de ERO, sino también con la disminución de antioxidantes.(Oberley, 1997; Roja, 2005). Hipertensión arterial (HTA): la HTA puede ser considerada como un conjunto de resultados sistémicos de las lesiones producidas por las ERO. En la HTA se ha encontrado aumento de la peroxidación de lípidos, tanto en plasma como en las membranas celulares, así como un aumento en la cantidad total de lípidos y una disminución de la capacidad antioxidante. La HTA predispone a acelerar la ateroesclerosis, al menos en parte a causa de la sinergia entre elevación de presión sanguínea y otros estímulos aterogénicos que inducen estrés oxidante en los vasos arteriales (Guerra, 2001). Justificación y objetivos Página 42 3 Justificación y objetivos. Desde tiempos inmemoriales, el propóleo ha jugado un rol importante en la medicina tradicional para el tratamiento de diversos padecimientos debido a sus múltiples propiedades biológicas. Es por ello que países como Argentina y Brasil han emitido directivas que establecen los contenidos mínimos de resinas, fenoles y flavonoides totales (compuestos responsables de la actividad biológica), así como los máximos admisibles de diversas impurezas físicas y químicas que los propóleos y sus extractos deben poseer para que puedan ser utilizados como materia prima en la elaboración de diversos productos farmacéuticos y cosméticos. Sin embargo, en México no existe una norma que establezca los criterios de calidad que deban poseer los propóleos mexicanos para dichos fines, a pesar de ser un producto ampliamente utilizado en nuestro país. Lo cual se debe básicamente a que la información acerca de los propóleos mexicanos es escasa. Considerando el potencial productivo y el incremento en el consumo de este producto a nivel mundial, surge la necesidad de ampliar el conocimiento sobre la composición química, las propiedades biológicas y los límites de seguridad de los propóleos mexicanos que permitan a los productores nacionales comercializar productos de calidad a base de ellos. Con base en estas consideraciones, el objetivo general del presente proyecto de investigación es determinar la composición química, la capacidad antioxidante in vitro y el efecto sobre el crecimiento de la bacteria cariogénica Streptococcus mutans de propóleos recolectados en la zona melífera del altiplano mexicano. Para el cumplimiento del objetivo general se plantearon los siguientes objetivos particulares: Justificación y objetivos Página 43 Colectar diversas muestras de propóleos de la zona melífera del altiplano mexicano (zona rural del Distrito Federal). Realizar el estudio químico del extracto etanólico de uno de los propóleos recolectados. Aislar mediante técnicas cromatográficas los compuestos mayoritarios presentes en el extracto del propóleo seleccionado. Caracterizar los compuestos aislados empleando métodos espectroscópicos y espectrométricos, tales como espectrometría de masas y espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) de 1H y 13C mono y bidimensional. Determinar el contenido de fenoles totales y flavonoides totales en el extracto, y las fracciones derivadas mediante el método desarrollado por Folin y Kumasawa, respectivamente. Evaluar la capacidad antioxidante in vitro del extracto, de las fracciones derivadas y de los compuestos aislados, mediante la actividad inhibitoria de los radicales 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo (DPPH˙), 2,2´-azino-bis-(3-etilbenzoatiazolina)-6-sulfonato de amonio (ABTS˙+), así como de su capacidad para reducir a hierro (FRAP, por sus siglas en inglés). Determinar la actividad biológica, el contenido de fenoles y de flavonoides totales de al menos otras cuatro muestras más y comparar los resultados obtenidos con el propóleo seleccionado. Cuantificar mediante cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC) el compuesto mayoritario presente en el extracto del propóleo seleccionado y de al menos otras cuatro muestras más. Establecer la composición de volátiles presentes en las diferentes muestras de propóleos utilizando la técnica de microextracción en fase sólida de la fase gaseosa acoplada a cromatografía de gases con espectrometría de masas en tiempo de vuelo (HS-SPME-CG-EM- TOF). Desarrollo experimental Página 44 4 Desarrollo experimental. 4.1 Material vegetal. Las muestras de los propóleos estudiados fueron obtenidas en los apiarios Acuexcomatl, Trojes, Don Nico, Búho y Valentín ubicados en la zona rural del Distrito Federal. La recolección de los mismos se realizó 2010 por investigadores de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, UNAM. En la Figura 7 y en la Tabla 4 se describe la ubicación donde se recolectaron los propóleos analizados. Figura 7. Ubicación gráfica de los apiarios donde se colectaron los diversos propóleos analizados. Tabla 4. Ubicación geográfica de los apiarios. Apiario Ubicación m.s.n.m*. Acuexcomatl Poblado de San Luis Tlaxialtemalco Xochimilco, D.F. 2240 Don Nico Topilejo, Tlalpan, D.F 2410 Búho Poblado de San Pablo Ozotepec, Milpa Alta, D.F. 2420 Trojes Poblado de san Antonio Tecomitl, Delegación Milpa Alta, D.F 2420 Valentín Poblado de San Pedro Atocpan, Milpa Alta, D.F. 2420 *m.s.n.m: metros sobre el nivel del mar Desarrollo experimental Página 45 4.2 Procedimientos generales de análisis. 4.2.1 Análisis cromatográficos. La cromatografía por adsorción en columna abierta se realizó sobre gel de sílice 60 Merck con tamaño de partícula 0.063-0.200mm, 70-230 mesh ASTM y Sephadex LH-20 (Fluka). Los análisis cromatográficos en capa fina (CCF) de tipo analítica o preparativa se realizaron según las técnicas convencionales, utilizando diversos sistemas de elución y placas de aluminio y/o de vidrio de diversas dimensiones, las cuales están recubiertas con gel de sílice (60F254 Merck ®, tamaño de partícula 0.063- 0.200mm, 70-230 mesh ASTM) de 0.25 mm de espesor. Las placas fueron reveladas con vainillina sulfúrica, seguido de calentamiento (aproximadamente 110 ° C) hasta la visualización completa. Cabe destacar que antes de ser reveladas, dichas placas fueron visualizadas a dos longitudes de onda (254 y 365 nm). 4.2.2 Determinación de las constantes espectroscópicas y espectrométricas de los compuestos aislados. La determinación de las constantes espectroscópicas y espectrométricas se realizó en la Unidad de Servicio de Apoyo a la Investigación (USAI) de la Facultad de Química, UNAM. Los espectros de masas generados por la técnica de impacto electrónico (EM/IE) se determinaron en un espectrómetro Thermo Electron DFS (Double Focus Sector) introducción directa a 70 eV. Los espectros de Resonancia Magnética Nuclear Protónica (RMN-1H) y de Carbono 13 (RMN-13C) se generaron en un equipo marca Varian, modelo VNMRS el cual se operó a una radiofrecuencia de 400 y 100 MHz, respectivamente. Los espectros se registraron utilizando CDCl3, MeOH-d4, DMSO-d6 y acetona-d6 y los Desarrollo experimental Página 46 desplazamientos químicos se reportan en ppm referidas al tetrametilsilano (TMS). 4.3 Cromatografía de líquidos de alta eficiencia. La cromatografía de líquidos de alta eficiencia se realizó en un cromatógrafo Shimadzu modelo 10 AVP equipado con un detector UV dual. El control del equipo, la adquisición de los datos, el procesamiento y la manipulación de la información se realizaron utilizando el programa de software LC-solution versión 1.22 SP1. Los perfiles cromatográficos se registraron empleando una columna Purospher® STAR RP-18, con un tamaño de partícula de 5 µm, 4.6 mm de diámetro interno y 15 cm de longitud para los propóleos de los apiarios de Valentín y Don Nico, mientras que para los propóleos de Acuexcomatl, Búho y Trojes se utilizó una columna Waters, X-bridge C18, con un tamaño de partícula de 5 µm, 4.6 mm de diámetro internoy 5 cm de longitud. La detección se ajustó a 290 y 254 nm. 4.3.1 Identificación de la presencia de pinocembrina. La identificación de pinocembrina en los extractos de los propóleos se realizó mediante la comparación de los tiempos de retención y la absorbancia del estándar con las señales presentes en el cromatograma obtenido con el extracto. Para ello, se prepararon las disoluciones de los extractos y del estándar a una concentración de 1 mg/mL en etanol. La fase móvil utilizada consistió en una mezcla binaria de MeOH/(H2O:TFA 0.1%) en proporción 55:45. El flujo de la fase móvil fue de 1.0 mL/min, el volumen de inyección de 10 µL y una temperatura de 25 °C. Desarrollo experimental Página 47 4.3.2 Cuantificación de la pinocembrina. Para la cuantificación de pinocembrina presente en los extractos etanólicos de los propóleos se prepararon las disoluciones de cada extracto a una concentración de 2 mg/mL para los propóleos “Acuexcomatl”, “Don Nico”, “Trojes” y “Valentín”, mientras que para el propóleo “Búho” la concentración del extracto fue de 1 mg/mL. Las condiciones cromatográficas fueron las mismas que se describen en el punto 4.3.1 excepto para los propóleos de Valentín y Don Nico. En este caso, la fase móvil consistió en una mezcla ternaria compuesta por MeOH/ACN/(H2O/TFA 0.1%) en proporción 30:20:50. Para cada sistema se realizó una curva de calibración de pinocembrina con seis niveles de concentración (5, 10, 25, 50, 100 y 150 µg/mL). 4.4 Cuantificación del contenido de fenoles totales. La cuantificación del contenido de fenoles totales se realizó utilizando el método descrito por Singleton y Rossi (1965) con ligeras modificaciones. En el tubo de reacción se adicionaron 100 µL de solución metanólica de las muestras a analizar (1 mg/mL), 800 µL de agua y 100 µL de reactivo Folin- Ciocalteu (1:1). Se agitó y se dejó en reposo por 8 minutos. Posteriormente, se adicionaron 50 µL de Na2CO3 al 20%. Por último, se incubó por una hora en ausencia de luz y se midió la absorbancia a 760 nm en un espectrofotómetro Beckman Coulter D4® 530 Life science UV/VIS. Con la finalidad de expresar los resultados como equivalentes de ácido gálico (mg de ácido gálico/g de muestra), se construyó una curva de calibración en un intervalo de concentración entre 10-200 µg/mL. En todos los casos, se realizaron tres réplicas independientes y los resultados se muestran como el promedio de las determinaciones ± desviación estándar. Desarrollo experimental Página 48 4.5 Cuantificación del contenido de flavonoides totales. El contenido de flavonoides totales se calculó utilizando la metodología descrita por Kumazawa y colaboradores (2004). El ensayo se realizó en una placa de 96 pozos. Para ello, se colocaron 100 µL de la solución muestra (1 mg/mL) y se adicionaron 100 µL de la solución etanólica de AlCl3 al 2%. Después de una hora de incubación a temperatura ambiente se midió, la absorbencia a 420 nm en un lector de Elisa Labsystem Multiskan® MCC/340. El contenido de flavonoides totales fue calculado como equivalentes de quercetina (mg de quercetina/g de muestra) a partir de una curva de calibración realizada con este compuesto, en un intervalo de concentración de 10-60 µg/mL. Las evaluaciones de cada muestra se realizó por triplicado y los resultados se expresaron como el promedio de las determinaciones ± desviación estándar. 4.6 Evaluación de la actividad antioxidante. 4.6.1 Actividad inhibidora del radical libre 2,2-difenil-1-picril hidrazilo (DPPH˙). La actividad antioxidante de las muestras se evaluaron mediante la capacidad atrapadora del radical DPPH˙ utilizando la metodología descrita por Rojano y colaboradores (2008) con algunas modificaciones. El ensayo se realizó en una placa de 96 pozos. Se colocaron 100 µL de solución de cada muestra (1 mg/mL) y, posteriormente, se adicionaron 100 µL de solución etanólica de DPPH. 0.208 mM. La absorbancia fue medida después de incubar a temperatura ambiente por un periodo de 20 min a 515 nm en un lector de Elisa Labsystem Multiskan® MCC/340. Los resultados fueron convertidos a porcentaje de inhibición y expresados Desarrollo experimental Página 49 como equivalentes de Trolox por miligramo de muestra (mMTrolox/g muestra), de acuerdo con una curva de calibración realizada con el antioxidante comercial Trolox en un intervalo de 3.2 a 200 mMtrolox. 4.6.2 Actividad inhibidora del radical 2,2’-azino-bis-(3- etilbenzotiazolina)-6 sulfonato de amonio (ABTS˙+). La capacidad atrapadora del radical ABTS•+ de las muestras se midió empleando el método de Kriengsak y colaboradores (2006) con ligeras modificaciones. El radical ABTS˙+ se generó por reacción de oxidación de una solución 7mM de ABTS con una solución 2.45 mM de persulfato de potasio. La solución resultante se conservó en ausencia de luz por 12 horas antes de su uso. Posteriormente, esta solución se diluyó con MeOH hasta obtener una absorbencia inicial de al menos 0.70 a 734 nm. Para realizar el bioensayo se colocaron 20 µL de solución de cada muestra (1 mg/mL) en cada pozo. Posteriormente, se adicionaron 180 µL de la solución con el radical ABTS•+ ajustada a una absorbancia de 0.70. La absorbancia final se midió a 700 nm después de 6 minutos de incubación a temperatura ambiente. Se construyó una curva de calibración de Trolox como estándar en un intervalo de 12.8 a 500 mMtrolox y los resultados se expresaron en equivalentes de Trolox por miligramo de muestra (mMTrolox/g muestra). 4.6.3 Medida de la capacidad reductora: Ensayo FRAP. La evaluación de la actividad reductora se realizó siguiendo el método de Strain (1996) con modificaciones. Para realizar la determinación se adicionaron a cada pozo 20 µL de la solución de propóleo (1 mg/mL), 180 µL del reactivo FRAP (2.5 mL de solución 2,4,6-tripiridil-S-triazina 10 mM en HCl 40 mM, 2.5 mL de FeCl3 20 mM y 25 mL de buffer acetato 300 mM a un pH de 3.6). La mezcla resultante se incubo durante 30 minutos a Desarrollo experimental Página 50 temperatura ambiente; al término de este proceso se registró la absorbancia a 593 nm. La capacidad reductora se expresó como capacidad antioxidante en equivalentes de ácido ascórbico (mMácido ascórbico/gmuestra) de acuerdo a una curva de calibración de ácido ascórbico realizada en un intervalo 10 a 1500 mM. 4.7 Evaluación de la actividad antibacteriana. 4.7.1 Microorganismo de prueba. Para realizar la determinación del efecto de los extractos y compuestos aislados sobre el crecimiento bacteriano se utilizó como microorganismo de prueba a la bacteria cariogénica Streptococcus mutans (ATCC 10499). 4.7.2 Determinación de la concentración mínima inhibitoria (CMI). El efecto de los compuestos y los extractos etanólicos sobre el crecimiento de la bacteria Streptococcus mutans se determinó utilizando el método de microdilución en placa de 96 pozos. La cepa de S. mutans utilizada se conservó en glicerol a -64°C a partir del cultivo original ATCC. Para reactivar la cepa, se incubó un inóculo de la bacteria original criopreservada por 24 h en caldo infusión cerebro-corazón (BHI, por sus siglas en inglés). En seguida, se resembraron las bacterias que crecieron utilizando de nueva cuenta caldo BHI y se incubó por 4 horas. Posteriormente, la suspensión celular se ajustó a 2 en la escala de Mc. Farland correspondiente a una concentración de 1×106 UFC/mL utilizando un espectrofotómetro Agilent, modelo 8453E. El valor de CMI se definió como la concentración mínima del compuesto o extracto de prueba que limitaba la turbidez a menos de 0.05 A660 nm. Desarrollo experimental Página 51 4.7.3 Procedimiento general del ensayo. En los 96 pozos de la placa se colocaron 100 µL del medio de cultivo. Posteriormente, se adicionaronen la línea A 100 µL de la muestra (2.0 mg/mL) y se realizaron diluciones seriadas transfiriendo 100 µl de línea en línea (A-H) desechando los últimos 100 µL. Como paso siguiente se agregaron 80 µL de medio de cultivo enriquecido con 1% de sacarosa e inmediatamente se adicionaron 20 µL de la bacteria S. mutans (1×106 UFC/mL). Como controles se utilizaron: el medio de cultivo inoculado con la bacteria de prueba (control negativo), el medio sin inocular (control de esterilidad) y el medio de cultivo con inóculo y disolvente (control de disolvente) y el medio con inóculo y gluconato de clorhexidina al 0.12% como muestra (control positivo) (Tabla 5). Las placas fueron incubadas durante 24 horas a 37°C en una incubadora Labnet 211DS. Por último se leyeron en una lectora de placas de Elisa a 660 nm para determinar su CMI. Las determinaciones se realizaron por triplicado. Tabla 5. Testigos utilizados en el ensayo biológico, para determinar la CMI. Control Medio de cultivo Compuesto de prueba Control de disolvente Con inóculo Agua-DMSO (1mL:100µL) Control negativo Con inóculo Medio BHI Control de esterilidad Sin inóculo Medio BHI Control positivo Con inóculo Gluconato de clorhexidina (CHX) al 0.12% Desarrollo experimental Página 52 4.8 Microextracción en fase sólida de la fase gaseosa acoplada a cromatografía de gases con espectrometría de masas en tiempo de vuelo (HS-SPME-CG-EM-TOF). 4.8.1 Microextracción. La microextracción se realizó empleando fibras de 50/30 µm de divinilbencen-carboxen-polidimetilsiloxano (DVB/CAR/PDMS), 100 µm de polidimetilsiloxano (PDMS) y 75 µm de divinilbencen-polidimetilsiloxano (DVB/PDMS). Las fibras se activaron siguiendo las instrucciones del fabricante (Supelco). Para cada extracción se emplearon aproximadamente 200 mg de cada propóleos, 5 mL de agua y 20 mg de NaCl. Cada muestra se colocó por separado en un vial de 40 mL con séptum de politetrafluoroetileno (PTFE). Posteriormente, cada vial fue sometido a agitación a una temperatura de 45-50°C y la fibra para la microextracción se expuso en la fase gaseosa del vial para la sorción de los analitos durante 45 minutos. Una vez transcurrido este tiempo, se retiró la fibra del vial y se introdujo en el inyector del cromatógrafo por 3 minutos para su desorción y su análisis. Para evitar cualquier sesgo experimental en el análisis, el proceso se realizó por triplicado para cada muestra y para cada una de las fibras. 4.8.2 Cromatografía de gases-Espectrometría de masas (CG-EM). Para la realización del análisis se empleó el espectrómetro de masas marca LECO, modelo Pegasus 4D, acoplado a un cromatógrafo de gases Agilent, modelo Agilent 6890N equipado con una columna capilar DB-5 (5%fenil-polimetilsiloxano de 10 m × 0.18 mm x 0.18µm). La temperatura del inyector se mantuvo a 300°C; utilizando como gas acarreador Helio (Praxair, 5.0) a una velocidad lineal de 1 mL/min (medido a 250°C). La Desarrollo experimental Página 53 temperatura del horno se programó a 40°C (durante 1 minuto) y se incrementó la temperatura a 20°C/min hasta los 300°C durante 5 minutos. Las inyecciones fueron realizadas mediante el modo de inyección “split” (1:20). La ionización se llevó a cabo mediante impacto electrónico a 70eV; la temperatura de la cámara de ionización fue de 200°C y la de la línea de transferencia de 250°C. Se programó una velocidad espectral de 20 espectros/seg. El barrido de masas fue de 33-400 uma (unidad de masa atómica). En la Tabla 6 se resumen las condiciones bajo las cuales las muestras fueron preparadas y analizadas. 4.8.3 Obtención del índice de concentración (Fij). El coeficiente Fij se obtuvo realizando el procedimiento del inciso 4.8.1 para cada una de las fibras. Este índice fue introducido inicialmente por Zuba et al., (2002) y fue modificado posteriormente por Hamm et al. (2003) de la siguiente manera: Dónde: Fij es el índice de la capacidad de concentración de la fibra j para los analitos i, k es el número de fibras empleadas y, Hij el área o pico del analito i para la fibra j. Desarrollo experimental Página 54 Tabla 6. Resumen de las condiciones de preparación y análisis de las muestras mediante HS-SPME-CG-EM-TOF. Parámetro Condición P re p a ra ci ó n d e l a m u e s tr a Técnica de preparación de la muestra Microextracción en fase sólida en la fase gaseosa (HS-SPME) Microfibra utilizada 2cm 50/30µm DVB/CAR/PDMS Marca Supelco Lote P340030 No. Cat. 573-48-U. Tiempo de exposición de la fibra 45 minutos Temperatura de la muestra 45-50°C (baño de agua) Posición de la fibra en la extracción En fase gaseosa (Headspace) Tiempo de sorción en el inyector 3 minutos A n á li s is d e l a m u e s tr a Marca y modelo del equipo LECO Pegasus 4D Técnica analítica CG-EM-TOF Temperatura del inyector 300°C Cromatógrafo de gases Agilent 6890N Columna capilar (fase) DB5 10m x 0,18mm dii x 0,18µm Programación de la temperatura del horno 40°C (1 minuto), 20°C/minuto hasta 300°C (5 minutos) Tipo de inyección Split (con división de flujo) 1:20 Gas acarreador Helio, Praxair, grado 5.0 (Ultra Alta Pureza) Flujo del gas acarreador 1 mL/minuto Temperatura de la línea de transferencia 250°C Tipo de ionización Ionización electrónica (IE) Analizador másico Tiempo de vuelo (TOF) Velocidad de adquisición espectral 20 espectros/segundo Retraso/encendido del filamento 0 minutos Intervalo masas 45-400u Temperatura de la cámara de ionización 200°C Compuestos de calibración Perfluoroterbutilamina (PFTBA) Desarrollo experimental Página 55 4.8.4 Identificación de los compuestos volátiles. La identificación de los compuestos volátiles se realizó por medio de la comparación de sus espectros de masas y de sus índices de retención con los reportados en la biblioteca electrónica NIST (Instituto Nacional de Estándares y Tecnología) y en la biblioteca Wiley Versión 2.0. 4.9 Estudio fitoquímico biodirigido del propóleo obtenido en el apiario de “Acuexcomatl”. 4.9.1 Preparación del extracto. El material vegetal (200 g) se sometió a una extracción por maceración a temperatura ambiente utilizando 1000 mL de etanol por un período de 48 horas. Posteriormente, el extracto obtenido se filtró al vacío y se recuperó el disolvente a presión reducida para finalmente obtener 85.4 g del extracto total. 4.9.2 Fraccionamiento primario del extracto etanólico. El extracto etanólico se sometió a un proceso de fraccionamiento utilizando un método de partición líquido-líquido. Para ello, el extracto etanólico se suspendió en 700 mL de metanol-agua (95:5) y posteriormente, se sometió a un proceso de reparto utilizando secuencialmente hexano (300 mL 3) y acetato de etilo (AcOEt, 300 mL 3). Las particiones resultantes fueron concentradas a presión reducida. Este proceso condujo a la obtención de las fracciones primarias F-Hex, F- AcOEt y F-MeOH. Desarrollo experimental Página 56 4.9.3 Fraccionamiento secundario. Los 58.0 g de la fracción F-AcOEt se sometieron a un segundo fraccionamiento vía cromatografía en columna abierta sobre 500 g de gel de sílice. El proceso de elución se llevó a cabo con CH2Cl2 y se incrementó gradualmente con acetona. Se colectaron 95 fracciones de 500 mL cada uno y se reunieron aquellas que resultaron ser cromatograficamente similares. De esta forma se generaron 14 fracciones combinadas (F-A a F- N). En el Tabla 7 se resume este proceso. Tabla 7. Resumen del fraccionamiento secundario mediante cromatográfica en columna abierta de la fracción F-AcOEt. Fase móvil Proporción (%) Fracciones Fracciones combinadas Clave CH2Cl2 100 1-10 1 F-A CH2Cl2- Acetona 99:1 11-25 2 F-B 98:2 26-33 3-10 F-C 97:3 34-41 11-12 F-D 95:5
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